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Physik seit Einstein

Insektenkrach, Weltraumschrott und finstere Leinwände

"Physik seit Einstein": Tausende Teilnehmer hat die Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) nach Berlin gelockt, hunderte Beiträge stehen auf dem Programm. Wir tagen mit.
Physik seit Einstein
Am frühen Samstagvormittag geht es in der Technischen Universität (TU) Berlin noch ziemlich beschaulich zu. Die relativ entspannte Atmosphäre lässt von den 7000 Teilnehmern nicht allzu viel erahnen. Einzig der Lichthof der Universität füllt sich zunehmend mit Menschen; die meisten von ihnen setzen sich sogleich auf die Treppenstufen und bearbeiten die Tastaturen ihrer Mobilcomputer. Auf großen Tischen türmen sich bergeweise Kaffeebecher und Dutzende von Thermoskannen.

Erstmal Kaffee
Erstmal Kaffee | Ein Kaffee für den Start in den langen Tag: Im Lichthof treffen sich die Teilnehmer der Jahrestagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Über 7000 Teilnehmer haben sich angemeldet.
Die meisten hier sind Studenten oder haben ihr Studium noch nicht lange hinter sich. Thomas Classen zum Beispiel arbeitet seit kurzem als Doktorand am Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart und hat auf der Tagung bereits einen Vortag gehalten. "Die Größe der Veranstaltung finde ich schon beeindruckend", meint er, "und vor allem ist mir aufgefallen, dass ziemlich viele Chefs und Arbeitsgruppenleiter hergekommen sind." Seine Freundin Mirjam Beuttler, Doktorandin am Max-Planck-Institut für Biochemie in München, will auf dem Kongress vor allem "mal über den Tellerrand schauen". Svetlana Stoycheva und Jörg Fick kommen von der Uni Heidelberg, wo sie ihre Doktorarbeit in Physikalischer Chemie schreiben. Ihre Meinung zu den Fachvorträgen ist durchwachsen: "Manche finden wir sehr gut, andere hingegen eher lala", sagen sie übereinstimmend. Stefan Kowarik ist von der Uni Tübingen angereist und schon zum vierten Mal auf einem DPG-Kongress, er kam vor allem deshalb her, um "möglichst viele Kollegen zu treffen" – für ihn als Doktorand eine wichtige Kontaktpflege.

Liebeslieder muss man brüllen

Mittlerweile herrscht allgemeine Aufbruchsstimmung. Es ist kurz nach zehn, und in wenigen Minuten beginnen die nächsten Vorträge. Mit Kaffeebechern bewaffnet, streben die Teilnehmer zielsicher zu den Veranstaltungsräumen. In Saal Nummer EB222 spricht Heiner Römer von der Karl-Franzens-Universität Graz zum Thema "Akustische Kommunikation bei Insekten".

Römer kann Erstaunliches berichten. So bedienen sich Insekten manchmal ganz verblüffender Tricks, um ihre Lautstärke beim Singen zu erhöhen. Denn: Je lärmender der Gesang, desto mehr Sexualpartner lockt er an. Die Afrikanische Baumgrille zum Beispiel frisst ein Loch in ein Laubblatt, setzt sich in dieses Loch hinein und reibt sodann ihre Flügel genau in der Blattebene. Dadurch benutzt sie das Blatt als Resonanzkörper, also als eine Art Verstärkerbox, und kann um etliche Dezibel kräftiger trällern.

Ähnlich pfiffig verhält sich auch die Maulwurfsgrille. Sie gräbt unterirdische Höhlen in Form eines akustischen Horns. Kriecht sie dort hinein und zirpt ihr Liebeslied, dann wirkt die Höhle ähnlich wie ein Megafon, das den Schmachtgesang mit Getöse in die Welt hinausposaunt. Die Flüstertüte ist also beileibe keine Exklusiverfindung des Homo sapiens.

Und warum jagen Fledermäuse ihre Insektenbeute ausgerechnet mit Ultraschallwellen? Weil diese in Luft außergewöhnlich stark abgeschwächt werden. Würden sie es nicht, dann könnten die Insekten die Fledermaus schon von ferne hören – und hätten reichlich Zeit zur Flucht. Nur die kurze Reichweite des Ultraschalls garantiert der Fledermaus auf ihren Jagdzügen eine befriedigende Ausbeute.

Das klingt eher nach Biologie als nach Physik? Spätestens wenn Römer auf die Mechanismen dieser akustischen Kommunikation zu sprechen kommt, wird’s physikalisch. Da ist dann zum Beispiel die Rede vom Gehörorgan der Grillenweibchen, das wie ein Druckdifferenzempfänger funktioniert und mit dem die Tiere das vertrackte Problem lösen, eine Ultraschallquelle – sprich: das singende Männchen – zu orten. Mit diesem Druckdifferenzempfänger bestimmen die Grillenweibchen den Druckgradienten, die Schallphasen und –amplituden des eintreffenden Werbegesangs. Liebe kann manchmal ziemlich technisch sein.

Jede Menge Abfall

Inzwischen ist der Mittag herangerückt und mit ihm ein Hungergefühl, das langsam, aber stetig an Stärke gewinnt. Doch für Lunch ist jetzt nicht die Zeit, denn für 12.00 Uhr stehen schon die nächsten interessanten Vorträge an. Eine der Fachsitzungen befasst sich mit dem Thema "Weltraummüll", und wie sich in den nächsten Minuten herausstellen soll, sind die Beiträge hierzu tatsächlich so spannend, wie der Titel vermuten lässt.

"Etwa 330 Millionen Objekte mit einem Durchmesser von mehr als einem Millimeter kreisen um die Erde", erklärt Michael Oswald vom Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR) an der TU Braunschweig. Bei diesen Objekten handelt es sich überwiegend um technischen Schrott. Dieser kommt auf verschiedene Weise ins Weltall: infolge neuer Raketenstarts, durch Explosionen von umherschwirrenden alten Raketen-Oberstufen mit Treibstoffresten, durch Triebwerkszündungen von Satelliten oder durch Farbpartikel, die sich von Raumschiffen ablösen.

Eine besonders delikate Quelle des Weltraumschrotts beschreibt Carsten Wiedemann vom ILR: Die Sowjets brachten in den 1970er und 1980er Jahren Militärsatelliten des Typs "Rorsat" ins All, die mit Atomreaktoren ausgestattet waren und vor ihrem Wiedereintritt in die Atmosphäre den Reaktorkern ausstießen. Der Reaktorkern bewegte sich fortan in einer Umlaufbahn um die Erde und setzte jede Menge Weltraummüll frei – in Gestalt des austretenden Kühlmittels, einer Mischung aus metallischem Natrium und Kalium. Im Weltall bildeten sich daraus Tropfen mit einer Größe zwischen 0,5 und 58 Millimetern, die zum Teil noch heute um die Erde kreisen; schätzungsweise 66 000 von ihnen befinden sich noch dort oben.

"Das Risiko für die Raumfahrt infolge des Weltraummülls ist heute nicht mehr vernachlässigbar", sagt Oswald. Ein Satellit mit drei Tonnen Masse, der sich in einer Höhe von etwa 900 Kilometern über der Erdoberfläche bewegt, wird im Verlauf von sieben Jahren mit dreiprozentiger Wahrscheinlichkeit von Weltraummüll zerstört. Kein Wunder – schon der Einschlag eines ein Zentimeter großen Partikels setzt die Energie einer Handgranaten-Explosion frei, denn die Partikel haben Geschwindigkeiten von etwa zehn Kilometern pro Sekunde. "Das ist für Satellitenbetreiber ein beträchtliches wirtschaftliches Risiko", so Oswald. Eine Lösung ist nicht in Sicht, denn abgesehen von den ganz großen Brocken gibt es keine Möglichkeit, den Weltraummüll zu entsorgen.

Definitiv ein Schwarzes Loch

Am frühen Nachmittag heißt es für viele Tagungsteilnehmer dann, auf der Suche nach Nahrung in die Stadt auszuschwärmen. Und so können sich etliche Cafés in der Umgebung eines unverhofften Andranges von Besuchern erfreuen. In kurzer Zeit sind alle Lokale fest in der Hand von Pullover tragenden, mit Umhängetaschen ausgestatteten Menschentrauben.

Abendvortrag
Abendvortrag | Auch der Abendvortrag füllt den Saal: Catherine Cesarsky von der Europäischen Südsternwarte (Eso) sprach zum aktuellen Stand der Weltraumforschung.
Für den Abend ist ein Hauptvortrag anberaumt. Hunderte Zuhörer füllen das Audimax der TU. Catherine Cesarsky von der Europäischen Südsternwarte (Eso) spricht zum aktuellen Stand der Weltraumforschung. "Ich möchte Ihnen heute zeigen, dass wir uns in einem goldenen Zeitalter der Astronomie befinden", beginnt sie ihr Referat. Es folgt eine Darstellung der wichtigsten Forschungsrichtungen auf diesem Gebiet und des gegenwärtigen Kenntnisstands. Ihr Ausblick ist optimistisch: "Das Wissen in der Astronomie wächst derzeit exponentiell an, und das wird ganz sicher auch so weitergehen."

Leider spielt die Technik nicht immer ganz mit. Als Cesarsky eine Animation zeigen will, die verdeutlichen soll, dass sich im Zentrum der Milchstraße ein Schwarzes Loch befindet, bleibt die Leinwand finster. Ironischerweise steht in großen Lettern daneben: "Definitively a black hole."

Das ist Physik!

Gemütliches Ende eines langen Tages
Gemütliches Ende eines langen Tages | Gemütlicher Ausklang eines langen Tages
Der Tag klingt in einem geselligen Beisammensein aus. Die gesamte Konferenz trifft sich im Lichthof und frönt bei Snacks und Getränken einer gepflegten Konversation. Da Bier und Wein gereicht werden, geraten die Unterhaltungen mit fortschreitender Stunde zunehmend lockerer und an einzelnen Stellen auch schon mal etwas unartikuliert. Zeit aufzubrechen – morgen stehen der offizielle Festakt und wieder etliche spannende Vorträge auf dem Programm.
08.03.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 08.03.2005

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